kvm虚拟机教程，kvm虚拟机开启虚拟化
***：本教程聚焦于KVM虚拟机，重点阐述KVM虚拟机开启虚拟化相关内容。KVM（基于内核的虚拟机）是一种开源的系统虚拟化技术。开启KVM虚拟机的虚拟化，需要先检查硬件...
***：本教程聚焦于KVM虚拟机，重点阐述KVM虚拟机开启虚拟化相关内容。涵盖了开启虚拟化的操作步骤、相关的系统要求以及可能遇到的问题等方面。旨在帮助用户了解如何在特定系统环境下，顺利实现KVM虚拟机的虚拟化开启，为进一步利用KVM虚拟机进行各种操作，如运行多个操作系统实例等奠定基础。
本文目录导读：
《KVM虚拟机开启虚拟化：详细教程与深入解析》
KVM简介
KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的开源虚拟化技术，它允许在单个物理服务器上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以运行自己的操作系统，就像独立的物理机器一样，KVM利用了硬件虚拟化扩展（如Intel VT - x或AMD - V）来提高虚拟机的性能，并且在Linux环境下提供了高效、灵活的虚拟化解决方案。
硬件要求与检查
1、CPU支持
- 要确保你的CPU支持硬件虚拟化技术，对于Intel CPU，需要支持VT - x技术；对于AMD CPU，需要支持AMD - V技术。
- 可以通过查看BIOS设置来确认是否已启用硬件虚拟化，在大多数计算机上，进入BIOS设置界面（通常在开机时按Del、F2或F10等键，具体取决于主板制造商），查找与“Virtualization Technology”（Intel）或“AMD - V”（AMD）相关的选项，并确保其为“Enabled”状态。
2、内存和磁盘空间
- 根据你计划运行的虚拟机数量和负载，分配足够的内存和磁盘空间，每个虚拟机至少需要1GB的内存（具体取决于操作系统和应用程序需求），并且需要足够的磁盘空间来安装操作系统和存储数据。
三、安装KVM相关软件包（以CentOS为例）
1、更新系统
- 在开始安装KVM之前，先更新系统软件包：
```bash
yum update -y
```
2、安装KVM和相关工具
- 安装KVM软件包、QEMU（用于模拟硬件设备）以及管理工具（如libvirt）：
```bash
yum install -y qemu - kvm libvirt virt - install bridge - utils
```
3、启动和设置服务
- 启动libvirt服务：
```bash
systemctl start libvirt
```
- 设置libvirt服务开机自启：
```bash
systemctl enable libvirt
```
创建和配置虚拟机
1、创建虚拟机磁盘镜像
- 使用qemu - img命令创建虚拟机磁盘镜像，创建一个10GB的qcow2格式（一种支持快照等功能的磁盘格式）的磁盘镜像：
```bash
qemu - img create - f qcow2 /var/lib/libvirt/images/vm1.img 10G
```
2、定义虚拟机配置
- 使用virt - install命令创建虚拟机，以下是一个创建基于CentOS 7镜像的虚拟机示例：
```bash
virt - install \
--name=vm1 \
--ram=2048 \
--vcpus=2 \
--disk path=/var/lib/libvirt/images/vm1.img,format=qcow2 \
--os - type=linux \
--os - variant=rhel7 \
--network network=default \
--graphics none \
--console pty,target_type=serial \
--location='http://mirrors.centos.org/centos/7/os/x86_64/'
```
- 这里解释一下各个参数：
- --name：指定虚拟机的名称。
- --ram：分配给虚拟机的内存大小（以MB为单位）。
- --vcpus：分配给虚拟机的虚拟CPU数量。
- --disk：指定虚拟机磁盘镜像的路径和格式。
- --os - type和--os - variant：指定虚拟机的操作系统类型和版本变体。
- --network：指定虚拟机的网络连接方式。
- --graphics和--console：设置虚拟机的显示和控制台相关参数。
- --location：指定安装介质的位置（这里是CentOS 7的镜像源）。
开启虚拟机中的虚拟化支持（嵌套虚拟化）
1、检查宿主机嵌套虚拟化支持
- 对于Intel CPU，在宿主机上检查是否支持嵌套虚拟化：
```bash
cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested
```
- 如果结果为“Y”，则表示支持嵌套虚拟化；如果为“N”，可能需要在BIOS中进一步检查相关设置或者升级内核。
- 对于AMD CPU，可以通过类似的方式检查相关参数。
2、在虚拟机中开启虚拟化
- 如果虚拟机使用的是CentOS或Red Hat系列操作系统：
- 编辑虚拟机的XML配置文件，首先找到虚拟机的XML文件，通常位于/var/lib/libvirt/qemu/目录下，文件名与虚拟机名称相同，扩展名为.xml。
- 使用文本编辑器（如vi或nano）打开该文件，找到<domain>标签下的<cpu>标签部分。
- 添加<feature policy='require' name='vmx'/>（对于Intel）或<feature policy='require' name='svm'/>（对于AMD）来开启虚拟机中的虚拟化支持。
- 保存文件后，重新启动虚拟机使配置生效：
```bash
virsh shutdown vm1
virsh start vm1
```
- 如果虚拟机使用的是Ubuntu或Debian系列操作系统：
- 在虚拟机内部安装必要的硬件支持软件包，对于Ubuntu，执行以下命令：
```bash
apt - get install cpu - checker
```
- 然后使用kvm - ok命令检查是否支持虚拟化：
```bash
kvm - ok
```
- 如果支持，可能需要在虚拟机的启动配置文件（如/boot/grub/grub.cfg）中添加适当的内核参数来开启虚拟化支持，对于Intel CPU，可能需要添加“intel_iommu=on”等参数。
性能优化与管理
1、内存优化
- 根据虚拟机的实际需求，合理调整内存分配，可以通过监控虚拟机的内存使用情况（使用工具如top、free等），动态调整内存大小，如果发现虚拟机内存长期使用率较低，可以适当减少分配的内存；反之，如果内存使用率经常接近上限，可以考虑增加内存。
- 启用内存气球（Memory Ballooning）技术，这是一种KVM支持的内存管理技术，可以在虚拟机运行时动态调整内存分配，在libvirt中，可以通过编辑虚拟机的XML配置文件，在<memoryBacking>标签下添加<balloon model='virtio'/>来启用内存气球。
2、CPU优化
- 根据虚拟机的负载情况，调整虚拟CPU的数量和分配策略，可以使用工具如virsh命令来实时监控虚拟机的CPU使用情况。
```bash
virsh domstat vm1
```
- 可以根据结果决定是否增加或减少虚拟CPU数量，对于多核心的CPU，可以考虑使用CPU绑定技术，将虚拟机的虚拟CPU绑定到宿主机的特定物理CPU核心上，以提高性能，这可以通过编辑虚拟机的XML配置文件，在<vcpu>标签下添加<cpuset>元素来实现。
3、网络优化
- 选择合适的网络模式，KVM支持多种网络模式，如NAT（网络地址转换）、Bridge（桥接）和Host - Only（仅主机）等，如果需要虚拟机能够直接访问外部网络并且具有独立的IP地址，桥接模式是较好的选择；如果只是希望虚拟机能够与宿主机和其他虚拟机进行内部通信，Host - Only模式可能更适合。
- 优化网络带宽分配，可以使用流量控制工具（如tc）在宿主机上对虚拟机的网络流量进行限制和优化，以确保不同虚拟机之间的网络资源合理分配。
安全考虑
1、虚拟机隔离
- 确保不同虚拟机之间的资源隔离，包括内存、CPU和磁盘等，KVM通过硬件辅助虚拟化和内核的隔离机制来实现一定程度的隔离，但在配置虚拟机时，也要避免过度分配资源导致资源竞争和潜在的安全风险。
2、网络安全
- 如果使用桥接模式，要注意网络安全，可以在宿主机上设置防火墙规则，限制虚拟机对外的网络访问，在虚拟机内部也要安装和配置防火墙，以防止外部网络攻击。
- 对于敏感数据的传输，考虑使用加密网络协议（如IPsec或SSL/TLS）来保护数据的安全性。
3、虚拟机镜像安全
- 定期备份虚拟机磁盘镜像，并将备份存储在安全的位置，在创建虚拟机镜像时，确保使用安全的镜像源，避免使用来源不明的操作系统镜像。
- 对虚拟机镜像进行加密，以保护其中的数据，可以使用工具如dm - crypt在创建磁盘镜像时进行加密，或者在虚拟机运行时对磁盘分区进行加密。
KVM虚拟机开启虚拟化涉及到从硬件准备、软件安装到虚拟机配置和优化等多个方面的内容，通过正确的操作和合理的配置，可以充分发挥KVM虚拟化技术的优势，提高资源利用率、降低成本并满足不同的应用需求。
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